碳化硅陶瓷材料的制備與相組成研究.pdf

1、碳化硅陶瓷材料具有低膨脹系數(shù)、抗摩擦磨損、中子吸收截面窄、高溫熱穩(wěn)定性好和優(yōu)異的力學性能等特性，有望以碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷復合材料的形式應(yīng)用在第四代核電反應(yīng)堆中。然而，陶瓷材料的脆性導致其制備后再成型難度極大，使得先驅(qū)體浸漬裂解法（PIP）成為制備碳化硅纖維增強碳化硅陶瓷復合材料的主流工藝。其中先驅(qū)體衍生法制備碳化硅陶瓷基體材料中的相關(guān)機理還有待研究。
　　本文在介紹碳化硅陶瓷材料的晶型轉(zhuǎn)變規(guī)律及先驅(qū)體衍生法的基本方法和發(fā)展現(xiàn)

2、狀的基礎(chǔ)上，研究了先驅(qū)體衍生法制備碳化硅陶瓷材料中，制備工藝與產(chǎn)品性能（尤其是相組成）之間的關(guān)系和規(guī)律。主要包括交聯(lián)處理時間、溫度等工藝參數(shù)對于交聯(lián)程度的影響，氫氣中裂解處理氣氛對于降低氧含量的效果，微波燒結(jié)對于相組成的影響，以及二氧化硅添加劑對于產(chǎn)品中過量碳含量以及相組成的影響。主要研究方法和內(nèi)容如下所述：
　?。?）交聯(lián)工藝的改變及氫氣的使用
　　通過改變交聯(lián)和裂解過程中的參數(shù)條件發(fā)現(xiàn)：交聯(lián)時間的延長和交聯(lián)溫度的提高有利

3、于樣品交聯(lián)程度的增加；交聯(lián)過程中使用氬氣氣氛有利于碳化硅陶瓷材料的結(jié)晶；裂解過程中氫氣的使用可以有效的降低樣品中的氧含量，并提升產(chǎn)品中β-SiC相的相對含量；為了盡量去除氧元素和盡量少產(chǎn)生雜質(zhì)相，裂解溫度以800℃為宜。
　?。?）微波燒結(jié)技術(shù)的使用
　　通過與傳統(tǒng)加熱方式進行對比發(fā)現(xiàn)：微波燒結(jié)技術(shù)更加有利于碳化硅的結(jié)晶，可以在相對更短的時間、相對更低的溫度下制備出晶粒大小在15nm左右、β-SiC相含量高達99.5％的碳化